【摘要】近年來(lái),我國(guó)地震災(zāi)害多發(fā),歷次大地震造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和重大人員傷亡。血的教訓(xùn)讓我們清楚的認(rèn)識(shí)到,現(xiàn)有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能過(guò)低,有些建造年代早的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全性能下降,已經(jīng)起不到應(yīng)有的減震作用。因此,對(duì)建筑的抗震鑒定及加固工作急需進(jìn)行。因而,有必要對(duì)現(xiàn)有的抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究,為今后的抗震鑒定工作打好理論基礎(chǔ),為進(jìn)一步修訂框架結(jié)構(gòu)抗震鑒定方法提供參考和建議。
【關(guān)鍵字】鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);抗震鑒定
一、前言
我國(guó)自1977年頒布了全國(guó)性的《工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》后,填補(bǔ)了這項(xiàng)空白,在1995年又頒布了《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)抗震鑒定工作起了重要的促進(jìn)作用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,以及近些年來(lái)地震災(zāi)害的頻繁發(fā)生表明,現(xiàn)行的抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)與新修訂完成并頒布實(shí)施的現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范不匹配,給出的鑒定方法較為初步,且存在很多不合理的地方。因而很有必要根據(jù)現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)對(duì)抗震鑒定方法做深入研究,使其成為減輕地震災(zāi)害的重要途徑之一。對(duì)既有建筑的抗震鑒定和加固工作,漸漸被提上日程。
二、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)震害和原因分析以及我國(guó)既有建筑抗震鑒定發(fā)展歷程
1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)震害及原因。自汶川地震后建筑專(zhuān)家發(fā)現(xiàn),許多鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)柱節(jié)點(diǎn)破壞嚴(yán)重,而梁節(jié)點(diǎn)破壞很少,未能按照“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)
計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建造;大多數(shù)的填充隔墻破壞嚴(yán)重;有些鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有薄弱層,破換嚴(yán)重。其原因主要是:
(1)、純框架結(jié)構(gòu)只有一道防線,在大震時(shí),一旦這道防線被突破,結(jié)構(gòu)就喪失了全部的承載力而倒塌;
(2)、填充隔墻布置不當(dāng)和“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)目標(biāo)未能實(shí)現(xiàn),造成了框架結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞;
(3)、部分建筑物未能?chē)?yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì)和施工亦是造成破壞的重要原因[1]。
2、我國(guó)既有建筑抗震鑒定的發(fā)展歷程。我國(guó)既有建筑抗震鑒定主要經(jīng)歷了三個(gè)階段:
(1)、第一階段:是抗震鑒定的試點(diǎn)起步階段。時(shí)間大概由1966年邢臺(tái)地震開(kāi)始到1976年唐山大地震時(shí)期結(jié)束,主要探索了抗震鑒定的必要性和有效性;
(2)、第二階段:是我國(guó)抗震鑒定的發(fā)展階段。時(shí)間從1976年唐山大地震后至1989年《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB J11—89)的出臺(tái)。在這期間制定的《工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(TJ 23—77)主要著眼于局部構(gòu)件的承載力驗(yàn)算,不能從整體上對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行把握,有可能導(dǎo)致加固形成新的抗震薄弱環(huán)節(jié);
(3)、第三階段:是抗震鑒定綜合發(fā)展的階段。時(shí)間從89抗震設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行開(kāi)始算起,以《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB0023—95的制定和實(shí)施為主要標(biāo)志[2]。
(4)第四階段:是新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施階段。我國(guó)自2009年7月1日起,正式實(shí)施新修訂的《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(C,B 50023—2009—10—20)。標(biāo)志著我國(guó)既有建筑抗震鑒定工作進(jìn)入了一個(gè)新的階段。
三、現(xiàn)行抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)抗震鑒定方法探討
抗震鑒定加固的原則是“盡量做到縮小加固范圍,經(jīng)濟(jì)合理,盡量利用框架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有整體抗震能力,簡(jiǎn)化抗震鑒定工作量”?,F(xiàn)行抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)綜合抗震能力的判斷采用了逐級(jí)篩選的兩級(jí)鑒定方法:即在“現(xiàn)狀良好”的基礎(chǔ)上,采用“宏觀控制和構(gòu)造鑒定為主的抗震能力第一級(jí)鑒定”和“結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算為主并結(jié)合構(gòu)造影響的抗震能力第二級(jí)鑒定”的的逐級(jí)鑒定程序[3]。另外,還有一種反應(yīng)譜分析的抗震鑒定方法。
1、兩級(jí)鑒定方法介紹。
在兩級(jí)鑒定法中,第一級(jí)鑒定的內(nèi)容比較少。針對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),第一級(jí)鑒定主要是對(duì)結(jié)構(gòu)體系、規(guī)則性、材料強(qiáng)度、配筋及連接構(gòu)造情況進(jìn)行檢查。為了確保結(jié)構(gòu)在遭受到相當(dāng)于設(shè)防烈度的地震作用時(shí),不致倒塌傷人或砸壞重要生產(chǎn)設(shè)備,經(jīng)修理后仍可繼續(xù)使用。第二級(jí)鑒定采用考慮構(gòu)造影響的樓層綜合抗震能力指數(shù)進(jìn)行抗震驗(yàn)算。在結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向分別選擇有代表性的平面框架(對(duì)于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯的結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)明顯的邊榀),計(jì)算其受到地震作用及采用材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的樓層受剪承載力,確定所選平面各層的屈服強(qiáng)度系數(shù),考慮第一級(jí)鑒定結(jié)果的影響,最終確定樓層綜合抗震能力指數(shù)。第二級(jí)鑒定是以抗震承載力計(jì)算為主,并將構(gòu)造影響用影響系數(shù)表示的一種綜合分析方法,以簡(jiǎn)化抗震鑒定的計(jì)算[4]。
如果現(xiàn)有的建筑滿(mǎn)足第一級(jí)鑒定的所有要求,就可以不用進(jìn)行第二級(jí)鑒定,能夠判斷現(xiàn)有建筑滿(mǎn)足現(xiàn)行抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求。如果沒(méi)有滿(mǎn)足第一級(jí)鑒定的各項(xiàng)要求,就需要進(jìn)行第二級(jí)的鑒定,通過(guò)計(jì)算結(jié)構(gòu)的樓層綜合抗震能力指數(shù),看計(jì)算出的樓層抗震能力指數(shù)是否大于1.0。如果比1.0大,就能判斷現(xiàn)有建筑滿(mǎn)足現(xiàn)行抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求。
由此可以看出,兩級(jí)鑒定方法是把抗震構(gòu)造措施和結(jié)構(gòu)的抗震承載力驗(yàn)算相互結(jié)合起來(lái),充分體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)抗震能力是承載能力和變形能力的有機(jī)結(jié)合,這種鑒定方法適用于既有框架結(jié)構(gòu),能快速?gòu)恼w上對(duì)建筑的抗震性能做出初步的抗震鑒定。但兩級(jí)鑒定法也存在一定的缺點(diǎn),那就是無(wú)法判斷局部構(gòu)件的承載能力及可能的屈服類(lèi)型,也不能有效的判斷結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)后可能形成的耗能機(jī)構(gòu),還不能確定結(jié)構(gòu)的延性等關(guān)鍵抗震性能指標(biāo)。就算兩級(jí)鑒定的評(píng)定結(jié)果判定既有建筑各項(xiàng)要求達(dá)標(biāo),也有可能不符合現(xiàn)行抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)防目標(biāo)。
2、基于反應(yīng)譜分析的抗震鑒定方法。
這種抗震鑒定方法是目前鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震鑒定法中被廣泛使用的一種方法,它借鑒了新建建筑設(shè)計(jì)所采用的分析方法。使用這種方法對(duì)框架結(jié)構(gòu)做抗震鑒定時(shí)可以借助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析類(lèi)軟件,對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行較細(xì)致的考察。
使用這種鑒定方法時(shí)應(yīng)該注意系數(shù)取值;原結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土強(qiáng)度和實(shí)際配筋的輸入以及梁、柱箍筋間距的調(diào)整等問(wèn)題。
而這種方法的缺點(diǎn)是不能對(duì)結(jié)構(gòu)在遭遇到強(qiáng)度較高的破壞性地震作用時(shí)的抗震性能進(jìn)行評(píng)價(jià),無(wú)法確定進(jìn)入彈塑性狀態(tài)后構(gòu)件的屈服模式和結(jié)構(gòu)可能形成的變形機(jī)構(gòu)等。
四、結(jié)束語(yǔ)
在對(duì)現(xiàn)有建筑進(jìn)行鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震鑒定的時(shí)候,我們應(yīng)該綜合使用各種鑒定方法,通過(guò)分析現(xiàn)有鑒定方法的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì),在實(shí)際的鑒定工作中取長(zhǎng)補(bǔ)短,盡可能準(zhǔn)確的鑒定的出抗震性能是否符合要求,保障地震災(zāi)害中人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn):
[1]-[2]任傳勝,張廣泰.四川建筑[J].2010,30(4).
[3]張付可.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)實(shí)用抗震鑒定方法及其應(yīng)用[D].
[4]戴國(guó)瑩.現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固技術(shù)(三)一鋼筋混凝土房屋的抗震鑒定技術(shù)[J].建筑科學(xué).1995.3.
作者簡(jiǎn)介:邊俊杰,1987年8月,男,浙江諸暨,本科學(xué)歷,助理工程師,結(jié)構(gòu)工程方向,同濟(jì)大學(xué) 華東建筑設(shè)計(jì)研究總院,上海市,junjie_bian@ecadi.com